01

客戶描述

于道路上正常駕駛車輛時(shí)，ABS和牽引力控制(TC) 警告燈亮起。無論道路狀況與溫度如何，每次駕駛都會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，已經(jīng)出現(xiàn)了超過一個(gè)星期。警告燈在點(diǎn)火打開時(shí)亮起并維持亮著，直到關(guān)閉車輛才會(huì)熄滅。

02

技術(shù)說明

上述的癥狀明顯會(huì)伴隨著額外的駕駛性能問題：

失去牽引力控制：

鑒于這是一臺(tái)電動(dòng)車，若電機(jī)從靜止加速產(chǎn)生最大扭矩，加速度肯定是驚人的。因此牽引力控制對(duì)車輛從靜止到開始行駛的狀態(tài)是相當(dāng)重要的。

失去剎車動(dòng)能回充：

也許剎車動(dòng)能回充的損失不會(huì)那么明顯，但是當(dāng)出現(xiàn)任何ABS與TC故障，該功能就會(huì)被禁止。對(duì)于那些不熟悉TESLA Roadster等高性能電動(dòng)車的人來說，剎車動(dòng)能回充是獨(dú)特的駕駛體驗(yàn)。

例如：當(dāng)激烈駕駛車輛并且車輛具備剎車回充時(shí)(即無故障情況)，在轉(zhuǎn)彎前瞬間松開加速踏板就可以提供足夠的剎車回充來讓車輛不需使用液壓剎車來成功通過彎道。在一般交通情況下，松開加速踏板就可以讓車輛在不需任何液壓制動(dòng)施加的情況下停下車子。

降低汽車駕駛續(xù)航里程：

最后，在沒有剎車回充的情況下，車輛的續(xù)航里程會(huì)下降大約25%，導(dǎo)致車輛需要更頻繁的充電，導(dǎo)致客戶車輛使用被限制在更短的行程中。

03

診斷過程

客戶訪談中確認(rèn)全部的維修歷史且沒有安裝額外的配件，并強(qiáng)調(diào)左前輪的ABS輪速傳感器最近才被換過。我們確認(rèn)客戶的抱怨和車輛的車身號(hào)碼與規(guī)格。

執(zhí)行基本的檢查確認(rèn)ABS輪速傳感器是正常連接的，且輪胎與輪圈是符合車輛的配置規(guī)格。

我們還檢查了輪胎磨損狀況、品牌、方向、與胎壓，發(fā)現(xiàn)他們都正常。這是診斷ABS與TC故障時(shí)經(jīng)常被忽視的基本檢查。

ABS控制器會(huì)監(jiān)控車輪的加減速的速率，來決定是否需要制動(dòng)剎車介入。

輪速訊號(hào)會(huì)因?yàn)檩喬ブ荛L而變化，在輪胎胎面深度、樣式、制造商不童的情況下，輪胎周長可能會(huì)變化15mm甚至更多。這會(huì)導(dǎo)致在直線行駛的期間，產(chǎn)生不同的車輪速度。這樣變化的輪速訊號(hào)對(duì)剎車控制介入會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

在一個(gè)完美的世界里，所有安裝的輪胎應(yīng)該要是相同品牌和規(guī)格，并且在相同的制造日期內(nèi)(印在輪胎壁上)。實(shí)際上，這對(duì)有一定年齡的車輛來說是幾乎不可能的。然而，我們可以時(shí)計(jì)測(cè)量輪胎圓周和胎面深度，來確認(rèn)輪胎之間的偏差值再制造商的規(guī)定范圍內(nèi)，并從我們的診斷中消除這些變量。

在這一點(diǎn)上，車輛掃描已經(jīng)成了當(dāng)務(wù)之急，但我們可用的診斷工具都無法與該車輛進(jìn)行通訊。面對(duì)這種困境，我們不得不利用我們的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來找出如何測(cè)量ABS傳感器正確的訊號(hào)輸出。

再檢查輪速傳感器之前，所有可用的數(shù)據(jù)都確認(rèn)沒有與客戶描述的癥狀或是輪速傳感器電路相關(guān)的問題。我們參考了描述和運(yùn)作數(shù)據(jù)來深入了解該組件功能。診斷任何系統(tǒng)時(shí)，這些知識(shí)都是必備的，且凸顯了研究和培訓(xùn)的重要性。

有了這些知識(shí)，我們確認(rèn)了安裝在這輛車上的輪速傳感器是屬于主動(dòng)式類型，給了技術(shù)人員帶來了測(cè)量挑戰(zhàn)，因?yàn)檩敵隹梢栽?~15mA之間變化。

作為一項(xiàng)快速測(cè)試，PicoScope的交流耦合功能可以用來確定是否有ABS輪速傳感器的訊號(hào)，但請(qǐng)注意；單獨(dú)使用這個(gè)功能可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。

我想暫時(shí)離開這個(gè)研究并參考一個(gè)診斷過程中誤導(dǎo)我的Mini Cooper的案例。

讓我長話短說，左前輪輪速傳感器沒有速度訊號(hào)。該傳感器已被更換良好的售后組件已即包含磁性拾取環(huán)的車輪軸承。我使用PicoScope確認(rèn)傳感器和ABS控制器上都有速度訊號(hào)(使用交流耦合)，然而，仍然沒有與ABS傳感器相關(guān)的速度訊號(hào)的故障代碼。

下面的波型是取自Mini的左前輪速度傳感器。表面上看起來，一切都蠻正常的。我們可以清楚地看到速度訊號(hào)形成(交流與直流耦合)以及流經(jīng)x10電流倍增器的電流。只有當(dāng)我比較右前輪速度傳感器時(shí)，警報(bào)才開始響起。

以下波型是取自Mini的右前輪速度傳感器：

再一次的，表面上看起來很好，但眼尖的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)傳感器的當(dāng)前流量測(cè)試值不同。(我當(dāng)初沒有發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn))

透過使用PicoScope中的參考波型和縮放功能，我可以覆蓋左前輪速度傳感器(紅色)和右前輪速度傳感器(黑色)，并立刻看出差異。

藍(lán)色水平線代表ABS控制器用于計(jì)算頻率的理論交叉點(diǎn)(約6mA)。

每次電流上升到6mA以上然后下降到6mA以下時(shí)，ABS控制器都會(huì)測(cè)量每個(gè)事件之間的時(shí)間且算出頻率來提供車輪速度。紅色波型的訊號(hào)永遠(yuǎn)不會(huì)跨越理論交叉點(diǎn)，因?yàn)殡娏饔肋h(yuǎn)沒有低于7.5mA，因此ABS控制器無法計(jì)算頻率。(因此診斷工具沒有辦法通過左前輪的速度紀(jì)錄并產(chǎn)生適用的故障代碼)

我的第一個(gè)想法是歸咎于測(cè)量技術(shù)(這是一個(gè)很好的做法)，因?yàn)槲覀儽仨氋|(zhì)疑我們的方法、連接等…。在我們確認(rèn)異常是真實(shí)存在以前我確認(rèn)電流鉗的零點(diǎn)和通過電流鉗的引線(x10)的繞組數(shù)，因此該異常被證明是真實(shí)的且相關(guān)的。

下圖展示電流倍增器的原理，其中5mA電流通過電流鉗纏繞10次的線圈。

Mini的解決方法是用原廠速度傳感器來替換售后市場(chǎng)的速度傳感器。輪速值回歸，故障被清除。不幸得是，再我返回維修廠進(jìn)行最后的捕獲之前，車輛被復(fù)原并交給了客戶。上述經(jīng)驗(yàn)的信息是謹(jǐn)慎使用AC耦合，因?yàn)椴徽摶居嵦?hào)電平如何(去除所有偏置電壓)，訊號(hào)波動(dòng)和波紋以大約0V為中心。這并不意味著不應(yīng)該使用交流耦合，在這種情況下，他只能作為初步和快速測(cè)量來確認(rèn)來自ABS輪速傳感器的活動(dòng)。在這里我們可以確認(rèn)電源、接地、訊號(hào)、拾取器功能皆正常。

但是，要確認(rèn)ABS傳感器和電路，重要的是要測(cè)量電流同時(shí)將其與已知良好(左前、右前)上有問題的傳感器訊號(hào)電平做比較。

參閱更詳細(xì)的Mini ABS維修內(nèi)容：https://www.picoauto.com/support/topic19041.html

回歸到特斯拉的研究案例:

將車輛設(shè)置再就緒模式(相當(dāng)于引擎啟動(dòng))，處于空檔，并將車輛升起，依次旋轉(zhuǎn)每個(gè)車輪使儀表板的TC燈閃爍。我們?cè)谠\斷過程偶然發(fā)現(xiàn)這個(gè)功能。我們只能假設(shè)這是檢測(cè)到車輪打滑，或是某種形式的確認(rèn)反饋，以便快速定位有問題的輪速傳感器。除了右后輪速度傳感器外，所有車輪都閃爍了TC警告燈。

我們最初的測(cè)試是確認(rèn)來自ABS傳感器的電源、接地和訊號(hào)。

透過使用帶有電流倍增器的Pico30A電流鉗(TA234)和相關(guān)的Pico引出線(PQ070)，我們可以測(cè)量預(yù)期較低的開關(guān)電流。

藉由使用PicoScope的低通濾波功能，我們從訊號(hào)中移除了噪聲，來提升車輪速度傳感器上測(cè)量開關(guān)電流的分辨率。在ABS傳感器電路斷開的情況下，我們還抓住機(jī)會(huì)監(jiān)測(cè)傳感器接地回路與電源供應(yīng)(交流與直流耦合)。

最初選擇交流耦合來測(cè)量是為了提高直流電壓波動(dòng)(速度訊號(hào))的垂直分辨率，但捕獲后進(jìn)一步分析有助于提供更多信息。

注意：介于傳感器(通道A)是為PicoScope 的 4225 和 4425 型號(hào)保留的，他們?cè)试S接地電平可以從電池接地浮動(dòng)+-30V。這種連接方式可以在手動(dòng)轉(zhuǎn)車輪(僅低頻)時(shí)檢查ABS傳感器電源和接地(使用單通道)。

04

診斷結(jié)果

下面的波型證實(shí)了我們用手轉(zhuǎn)動(dòng)車輪時(shí)不但沒有訊號(hào)輸出，也證實(shí)以下事情：

1. ABS輪速傳感器的電源和接地顯示于信道A，并參考傳感器接地。

2. ABS控制器給傳感器供電，表示電路是正常的。

3. 訊號(hào)在線的噪聲也表明信道B上的電池和車輛接地電路完整

4. 電流流經(jīng)傳感器(約9mA)，與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)。

5. 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的期間不會(huì)產(chǎn)生速度訊號(hào)。

基于上述的問題評(píng)估可能的原因?yàn)椋?/p>

1. 右后ABS輪速傳感器

2. 右后ABS輪速傳感器拾波環(huán)

3. 右后ABS輪速傳感器電路

基于初步評(píng)估、經(jīng)驗(yàn)、可行性來執(zhí)行該行動(dòng)計(jì)劃。

基于以下幾點(diǎn)，我們可以有一定程度的把握確認(rèn)輪速傳感器的電路完整性是正常的。如果ABS控制單元檢測(cè)到對(duì)地短路(電流過大)，示波器會(huì)檢測(cè)到瞬間的12V電源(點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí))，然后伴隨著電流的沖擊，跑到了0V，因?yàn)榭刂茊卧獮榱吮Ｗo(hù)系統(tǒng)而關(guān)閉。

在通道A上存在電源和接地的情況下，通過傳感器的最小電流(約9mA)，顯示了電路并沒有對(duì)地短路。

對(duì)地短路會(huì)使通道B(交流耦合)上捕獲的特征噪聲減少。因此，此處灰色區(qū)域是ABS拾波環(huán)的狀況，如果不拆下輪轂軸承，幾乎不可能接近這個(gè)ABS傳感器感應(yīng)組件的部分。你可能會(huì)說這是因禍得福，因?yàn)橘徺I輪轂包含了ABS傳感器與拾波環(huán)，因此不需要深入探討。

安裝新的輪轂總成后，下面的波形確認(rèn)故障修復(fù)。

上面包含了數(shù)學(xué)通道(黑色波形)將信道C的數(shù)據(jù)除以10，來確認(rèn)ABS輪速傳感器的正確電流值。不幸的是，我們沒有TESLA的診斷工具來清除故障代碼，必須執(zhí)行多次道路測(cè)試來讓系統(tǒng)接受輪速訊號(hào)恢復(fù)正常。只要ABS控制器確認(rèn)系統(tǒng)的狀態(tài)，所有警告燈就會(huì)消滅，TC與剎車回充就會(huì)恢復(fù)。

安裝部件：

右后輪轂總成 (包含輪速傳感器與拾波環(huán))

補(bǔ)充說明：

我想可以肯定地得到結(jié)論了，Pico電流鉗仍然是診斷工具組中不可或缺的配件。當(dāng)包含在Pico Scope硬件和軟件中時(shí)，上面的案例顯示了診斷期間經(jīng)常被忽略的選擇工具的潛力。如果沒有這類的電流鉗，我們要如何做才能確定MRE輪速傳感器的運(yùn)作和電路的完整性?

就本質(zhì)而言，電流鉗肯定是最非侵入性的診斷工具，能夠捕獲量測(cè)電壓時(shí)看不到的事件，同時(shí)也間接確認(rèn)電壓和接地，與組件是否根據(jù)奧姆定律正常工作。

你可以表明說，如果電流正確，電壓、接地和組件工作正常，可以為你節(jié)省兩個(gè)寶貴的示波器通道來用于其他測(cè)量。

確認(rèn)ABS磁極式拾波環(huán)完整性：

當(dāng)輪轂總成配有輪速傳感器與拾波環(huán)，我們?nèi)绾为?dú)立使用輪速傳感器來驗(yàn)證ABS磁極式拾波環(huán)的完整性?

假設(shè)拾波環(huán)式容易接近的(較少有)，那軸承制造商有提供磁場(chǎng)探測(cè)器，且非常簡單有效。

在輪速傳感器正常工作但拾波環(huán)磁場(chǎng)被破壞或磁場(chǎng)降低的情況下，某種形式的速度訊號(hào)輸出會(huì)較明顯。但是如果訊號(hào)在圓周上的單個(gè)位置受損(且希望透過ABS控制器伴隨著難以置信的代碼)，則訊號(hào)可能是零散的、變形的或順序不均勻的。另一種方式是使用Pico TA330的無鑰匙進(jìn)入探測(cè)器，他的操作特性會(huì)因磁場(chǎng)特性會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)而變得更加波動(dòng)。拆下輪速傳感器后，把TA330免鑰匙進(jìn)入探測(cè)器插入傳感器的孔，讓傳感器尖端靠近拾波環(huán)。

使用PicoScope的縮放和過濾功能，選擇50mV的輸入范圍，把縮放增加10倍，并開啟默認(rèn)的1kHz低通濾波器。接著旋轉(zhuǎn)車輪組件(要注意手放的位置與剎車卡鉗與懸吊部件周圍)。無鑰匙進(jìn)入探測(cè)器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)完整的正弦波可以來顯示出拾波環(huán)的狀況和方向，其中可能已經(jīng)安裝了新的車輪軸承。

下面的波形示范了這個(gè)準(zhǔn)確的技術(shù)。

請(qǐng)注意無鑰匙進(jìn)入傳感器的運(yùn)行是與感應(yīng)式輪速傳感器是完全相同，會(huì)響應(yīng)傳感器尖端周圍磁場(chǎng)的變化。這里的結(jié)論是，我們可以確認(rèn)拾波環(huán)安裝正確，磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠與結(jié)構(gòu)均勻。信道B使用光學(xué)傳感器來確定一個(gè)完整的車輪轉(zhuǎn)速。